前言
随着信息技术的飞速发展,各行各业对信息学科人才的需求越来越大。如何为信息领域培养更多的具有创新能力和解决实际问题能力的高素质人才,是目前高等教育的重要任务之一。
“数字电路逻辑设计”是高等院校电气信息类各专业学生必修的一门重要专业技术基础课。设置本课程的主要目的是使学生了解数字系统逻辑电路分析与设计的基本知识与理论,熟悉各种不同规模的逻辑器件,掌握各类逻辑电路分析与设计的基本方法,为数字计算机和其他数字系统的硬件分析与设计奠定坚实的基础。本书是根据普通高等院校电气信息类本科层次的教学要求,遵照“数字电路逻辑设计”课程教学大纲的规定,从传授知识和培养能力的目标出发,结合本课程的特点、要点、难点以及作者长期从事教学与科研积累的知识和经验编写的。全书强调理论与实践的紧密结合,在逻辑电路分析与设计过程中,通过运用自主开发的虚拟实验教学平台IVDLEP,实现了从理论方案到工程实施直至仿真验证的一气呵成。
本书编写力求内容完整实用,论述深入浅出、通俗易懂,便于阅读理解。全书分为8章和3个附录。内容可归纳为5部分。第1部分(第1章、第2章)主要介绍数字系统逻辑设计的基本知识和基本理论;第2部分(第3章~第6章)主要介绍基本逻辑器件,并以中、小规模集成电路为基础,详细讨论了组合逻辑电路和时序逻辑电路分析与设计的方法;第3部分(第7章)介绍了大规模可编程逻辑器件及其在逻辑设计中的应用,包括低密度可编程逻辑器件、高密度可编程逻辑器件以及最新的ISP技术等内容;第4部分(第8章)综合运用本课程所学知识,结合应用进行实际问题设计举例,旨在进一步将理论知识与实际应用紧密结合,达到学以致用的目的;第5部分包含实验指导、习题参考解答和模拟测试3个附录,以便更好地满足学生动手能力培养和课外自学的需要。
考虑到数字电路逻辑设计是一门实践性很强的课程,在教学安排中,除课堂理论教学外,应安排一定学时的实验教学和一定数量的课外作业。根据不同专业的实际需求和教学计划,建议理论教学与实验教学的总学时可以在64~72学时之间选择,其中含实验教学8~12学时。任课教师可以根据具体教学安排对教材内容进行适当取舍。需要说明的是,由于有关采用硬件描述语言以及PLD开发软件进行数字系统设计的方法均已有专门的教科书,考虑到课程范围、教学时数和教材篇幅的关系,本教材中未予介绍,必要时读者可阅读相关书籍,或者在相应选修课程中学习。
本书由欧阳星明执笔。溪利亚、海贝和江洋承担了实验指导、习题参考解答和模拟测试的素材收集,并对书中的全部图、表进行了认真校对和处理。阿里先生对书稿进行了认真、细致的审阅,并提出了许多极为宝贵的意见。本书编写过程中,得到了许多老师、同事、朋友和亲人的支持、关心和帮助,在此书再版之际,我向他们表示衷心感谢!
数字技术的发展日新月异,随着教育事业的发展和教学改革的不断深入,在教材使用过程中一定会存在许多不尽人意的地方。此外,由于编者水平有限,书中缺点、错误难免,敬请广大读者批评指正。
编者
2015年1月于武汉